Приложение В (обязательное). Метод расчета критического потока массы для природного газа

Приложение В
(обязательное)

Метод
расчета критического потока массы для природного газа

В.1 Общие замечания

В приложении приводится необходимая информация в соответствии с [7] для расчета значения критического потока массы , которое применяется в формулах (6.2), (6.8) и (6.11).

Формулы для расчета значений критического потока массы зависят от молярной доли этана, содержащегося в природном газе.

Природный газ в зависимости от содержания молярной доли этана имеет три разновидности:

от 0,01 до 0,045 (диапазон 1);

от 0,045 до 0,08 (диапазон 2);

от 0,08 до 0,115 (диапазон 3).

Рекомендуемые значения молярных долей компонентов природного газа, для которых можно применять метод расчета, представлены в таблице В.1.

Таблица В.1 - Рекомендуемые пределы по молярной доле компонентов

Компонент	Диапазон 1	Диапазон 2	Диапазон 3
Метан	0,89-0,98	0,84-0,93	0,79-0,88
Этан	0,01-0,045	0,045-0,08	0,08-0,115
Пропан	0,002-0,02	0,008-0,03	0,015-0,04
Бутан	0,0-0,005	0,002-0,01	0,003-0,015
Пентан	0,0-0,002	0,0-0,004	0,0-0,005
Гексан+	0,0-0,0015	0,0-0,002	0,0-0,003
Азот	0,0-0,03	0,0-0,03	0,0-0,015
Диоксид углерода	0,0-0,025	0,0-0,025	0,01-0,025

Метод расчета критического потока массы для природного газа может быть применен, если его температура находится в диапазоне 270-320 К при давлении до 12 МПа. Сумма молярных долей должна равняться единице.

Если природный газ не относится ни к одной из трех приведенных выше групп, то рекомендуется относить ее к наиболее близкой по составу группе. В таких случаях относительная стандартная неопределенность расчета значения критического потока массы возрастает с 0,05 % до 0,075 %.

В.2 Формулы для расчета критического потока массы

,

(В.1)

где q_ref - поток массы опорного газа;

S - чувствительность потока массы к изменению состава;

f - коэффициент, зависящий от состава.

Поток массы опорного газа q_ref, чувствительность потока массы к изменению состава S и коэффициент, зависящий от состава f, рассчитывают по формулам:

,

(В.2)

,

(В.3)

,

(В.4)

где

.

Коэффициенты для расчета q_ref и S для трех разновидностей состава приводятся в таблицах В.2, В.3 и В.4. Коэффициенты для расчета f для трех разновидностей состава приводятся в таблице В.5.

Таблица В.2 - Коэффициенты для расчета q_ref и S для первой разновидности состава (диапазон 1)

i	а			b
1	0,108 244 635 х 105	1	-0,5	0,484 093 947 x 104	1	-4,5
2	-0,736 494 058 х 102	1	1,5	-0,136 051 287 х 105	1	-2,5
3	-0,287 636 821 х 104	2	-9,5	0,132 819 568 х 105	1	-1,5
4	0,293 505 438 х 104	2	-4,5	0,124 742 840 x 103	1,5	-0,5
5	0,213 321 640 х 103	2,5	-3,5	0,270 400 184 х 104	2	-4,5
6	0,470 680 038 х 104	3,5	-12,5	0,465 931 801 х 104	2,5	-5,5
7	-0,113 603 383 х 101	5	-0,5	-0,522 305 671 х 105	3,5	-15,5
8	-0,949 791 998 х 101	9	-15,5	0,728 305 715 х 105	4	-15,5
9	-	-	-	0,626 536 557 х 101	4	-0,5
10	-	-	-	0,863 837 290 х 101	6	-8,5
11	-	-	-	-0,218 148 488 х 101	6	-0,5
12	-	-	-	-0,205 507 321 x 103	9	-15,5
13	-	-	-	0,172 829 796 х 101	11	-10,5
14	-	-	-	0,366 195 951 х 10-2	16	-10,5

Таблица В.3 - Коэффициенты для расчета q_ref и S для второй разновидности состава (диапазон 2)

i	а			b
1	0,110 966 325 х 105	1	-0,5	0,598 807 893 х 100	0	-0,5
2	-0,812 543 416 х 102	1	1,5	0,618 961 744 х 103	1	-1,5
3	-0,297 016 307 х 104	2	-6,5	0,302 809 257 х 104	1	-0,5
4	0,433 774 605 х 104	2	-4,5	0,134 089 681 х 104	1,5	-3,5
5	0,148 426 025 х 104	3	-7,5	0,523 229 697 х 103	2	-1,5
6	0,704 694 512 х 104	4	-15,5	-0,862 689 783 х 104	3	-8,5
7	-0,254 996 358 х 101	4,5	-0,5	0,235 424 200 х 105	3	-7,5
8	-0,224 612 799 х 102	9	-15,5	-0,767 928 108 х 103	3,5	-3,5
9	-	-		-0,859 071 767 х 105	4,5	-12,5
10	-	-		0,724 778 127 х 104	4,5	-8,5
11	-	-		0,153 097 473 х 106	5	-15,5
12	-	-		-0,135 420 339 х 104	6	-10,5
13	-	-		-0,292 807 154 х 105	7	-20,5
14	-	-		0,884 153 806 х 10-1	16	-15,5

Таблица В.4 - Коэффициенты для расчета q_ref и S для третьей разновидности состава (диапазон 3)

i	а			b
1	0,115 572 303 х 105	1	-0,5	0,801 874 088 х 103	1	-1,5
2	-0,249 894 765 х 103	1	0,5	0,264 127 915 х 104	1	-0,5
3	-0,240 531 018 х 104	2	-7,5	0,247 996 282 х 103	1,25	-0,5
4	0,404 006 226 х 104	2	-4,5	0,178 851 521 х 104	2	-8,5
5	0,271 706 092 х 104	3	-7,5	0,101 397 979 х 105	2,5	-5,5
6	-0,126 049 305 х 105	4	-15,5	-0,296 058 326 х 102	3,5	-0,5
7	0,553 331 233 х 105	5	-18,5	-0,680 911 912 х 105	4	-15,5
8	-0,115 934 413 х 103	5	-7,5	0,259 571 626 х 106	5	-18,5
9	-0,262 586 997 х 105	6	-20,5	-0,144 795 597 х 106	7	-25,5
10	-	-	-	-0,110 728 705 х 104	9	-15,5
11	-	-	-	0,144 085 124 х 102	11	-10,5
12	-	-	-	0,901 740 847 х 100	16	-15,5
13	-	-	-	-0,132 368 505 х 100	16	-10,5

Таблица В.5 - Коэффициенты для расчета f по уравнению (В.4)

Коэффициент	Диапазон 1	Диапазон 2	Диапазон 3
	2,0113	2,1575	2,2440
	2,7517	2,8034	3,1238
	3,8898	4,0860	4,3161
	4,9478	5,4230	5,8693
	1,0148	1,0411	1,1074
	1,4643	1,6721	2,2689
	0,7650	0,8794	1,2224
	2,2533	2,3488	2,4347
	1,6733	2,0024	2,1250
	0,8819	1,0659	1,1251
Aref	0,06636	0,13694	0,21773

В.3 Справочные значения для проверки вычислений

Таблица В.6 - Исходные данные для проверки компьютерного кода

Компонент	Тестовый газ 1	Тестовый газ 2	Тестовый газ 3
Метан	0,9317	0,8805	0,8375
Азот	0,0243	0,0104	0,0039
Диоксид углерода	0,0095	0,0204	0,0197
Этан	0,0263	0,0624	0,0935
Пропан	0,0049	0,0184	0,0331
Бутан	0,0020	0,0061	0,0097
Пентан	0,0013	0,0015	0,0020
Гексан	0,0000	0,0003	0,0006

Таблица В.7 - Справочные значения для проверки расчета по представленному соотношению

Тестовый газ	T0, K	р0, МПа	qref	S	f	Скр
Тестовый газ 1	280	2	3704,50	1481,33	0,02094	3735,52
	310	10	19007,4	10716,5	0,00707	19083,2
Тестовый газ 2	280	2	3805,42	1402,57	0,04276	3865,38
	310	10	19749,8	10905,8	0,02804	20055,5
Тестовый газ 3	280	2	3913,25	1325,58	0,03958	3965,72
	310	10	20603,1	11260,7	0,02685	20905,5